Forschung mit Synchrotronstrahlung in Deutschland 2009 - SNI-Portal

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Einleitung 3Visions and recommendations 4Visionen und Empfehlungen 5Randbedingungen 6Der internationale Kontext 9Synchrotronstrahlung – Lichtquelle mit fast unerschöpflichem Potential 10MaterialwissenschaftenWerkstoffe der Zukunft erforschen 12Mit Synchrotronstrahlung zu besseren Katalysatoren 13NanowissenschaftenEinsichten in den Nanokosmos 14SMART auf Oberflächen geschaut 15LebenswissenschaftenDen Molekülen des Lebens auf der Spur 16Blicke in die Motoren des Lebens 17KulturwissenschaftenAltes in neuem Licht 18Die Himmelsscheibe von Nebra 19UmweltwissenschaftenSpürnasen für die Umwelt 20Analyse radioaktiver Sedimente 21GeowissenschaftenEinblicke ins Erdinnere 22Unerwartete Spins im Erdinneren 23Struktur und Eigenschaften der kondensierten MaterieFestkörper und weiche Materie ergründen 24Ultraschelle Entmagnetisierung 25Atome, Moleküle, Cluster und freie NanoteilchenEinfaches untersuchen, um Komplexes zu verstehen 26Elektronenpaare in Quantenfernbeziehungen 27Physik und Chemie an OberflächenMit Synchrotronstrahlungen an Grenzen gehen 28Probleme der organischen Schichtarbeit 29Materie unter extremen BedingungenMehrfach-extreme Bedingungen erforschen 30Supraleiter unter Druck 31Methoden, Instrumente und StandardsMethodische Möglichkeiten voll ausnutzen 32Blitzaufnahmen bei FLASH 33Freie-Elektronen-LaserBereit für die Revolution 34Weltraumchemie im Labor untersucht 35Industrielle AnwendungenMit brillanten Einsichten zum industriellen Erfolg 36Synchrotronstrahlung überwacht Schlankheitskur 37BESSY IIam Helmholtz-Zentrum Berlin 38DORIS III und PETRA IIIam Helmholtz-Zentrum DESY in Hamburg 40ANKAam Forschungszentrum Karlsruhe 42FLASH und FLASH IIam Helmholtz-Zentrum DESY in Hamburg 44European XFELin Hamburg und Schenefeld 46ESRFin Grenoble – das Flaggschiff der europäischen Forschungmit Synchrotronstrahlung 48Die Rossendorf-Beamline an der ESRF in Grenoble 50DELTA an der Technischen Universität Dortmund 51Ausführliche Empfehlungen 52Autorenverzeichnis 582
EinleitungMit dieser Broschüre legt das Komitee für Forschung mitSynchrotronstrahlung in Deutschland (KFS) Empfehlungen fürzukünftige Entwicklungen der Nutzung von Synchrotronstrahlungvor. Synchrotronstrahlung bereichert aufgrund ihrer ganzbesonderen Eigenschaften viele wissenschaftliche Disziplinenum äußerst attraktive Messmethoden. Die Forschung mit dieserStrahlung wird von etwa 3.000 deutschen Wissenschaftlernregelmäßig betrieben und besitzt ein anhaltendes Wachstumspotential.Im Jahr 2001 hat das damalige KFS erstmals solche Empfehlungenvorgelegt, in die die Erfahrungen und Bedürfnisseder deutschen Nutzer von Synchrotronstrahlung eingeflossensind. Die damaligen Empfehlungen des KFS beruhten auf dengerade erkennbaren neuen Möglichkeiten von Freie-Elektronen-Lasern und dem explodierenden Bedarf an hochbrillanter Röntgenstrahlung.Ein knappes Jahrzehnt später ist erkennbar, dass einigeGroßprojekte wie der Bau von Freie-Elektronen-Lasern für ultravioletteund für harte Röntgenstrahlung, sowie der Ausbaueines früheren Beschleunigerrings zu einem Labor für hochbrillanteSynchrotronstrahlung in Hamburg mit wesentlicherUnterstützung des BMBF gut auf den Weg gebracht bzw. umgesetztworden sind. Weiterhin besteht das sehr erfolgreichedeutsche Engagement an der europäischen Synchrotronstrahlungsquellein Grenoble. Die große Erfahrung aus einer Projektstudiean der Berliner Synchrotronstrahlungsquelle istinzwischen in das vom BMBF geförderte Projekt für eine weitereultraviolette Photonenquelle eingeflossen. Das sind große Erfolgeund Meilensteine für die Entwicklung der Forschung mitSynchrotronstrahlung in Deutschland. Dank des deutlichen Zuwachsesan Fördermitteln aus der Verbundforschung sind eineVielzahl von Universitätsgruppen an der Instrumentierung undMethodenentwicklung an deutschen Synchrotronstrahlungsquellenund am Freie-Elektronen-Laser in Hamburg beteiligtund tragen ganz wesentlich zu einer dynamischen Entwicklungder Forschung mit Synchrotronstrahlung in Deutschland bei.Erste spektakuläre Ergebnisse demonstrieren das enorme Potentialder Freie-Elektronen-Laser, bei denen Deutschland gegenwärtigeine weltweit führende Rolle innehat. An denexistierenden Ringquellen in Berlin, Hamburg, Karlsruhe undDortmund werden neue Anwendungsgebiete der Synchrotronstrahlungin den Nanowissenschaften, der Materialforschungund den Lebenswissenschaften erschlossen sowie neue Generationenvon jungen Wissenschaftlern und Technikern ausgebildet.In dieser Broschüre werden einige herausragendeBeispiele der Forschung mit Synchrotronstrahlung und diewichtigsten Forschungsrichtungen, an denen deutsche Forscherexperimentieren, vorgestellt.Inzwischen hat sich die wissenschaftliche Landschaft durchneue nationale Synchrotronstrahlungsquellen in Europa starkverändert. Neben Deutschland haben Länder wie Frankreich,Großbritannien und Spanien eigene nationale Strahlungslaborsaufgebaut bzw. mit deren Aufbau begonnen. Die SchweizerQuelle in Villingen hat inzwischen eine Qualität erreicht, die dasWeltniveau in ausgewählten Fachgebieten bestimmt. Das europäischeFlaggschiff der Forschung mit Synchrotronstrahlung,die ESRF, hat gerade ihr sehr ambitioniertes Erweiterungsprogrammbegonnen, zu dem auch Deutschland beiträgt. Das stelltdie Strategie hierzulande vor völlig neue Herausforderungen.In dieser Broschüre will das KFS dazu Stellung beziehen und vordiesem Hintergrund Empfehlungen für die weitere Entwicklungder Forschung mit Photonen in Deutschland aussprechen. DasZiel ist es, weiterhin Forschung auf höchstem internationalenNiveau zu ermöglichen und sicherzustellen, dass Deutschlandauch in Zukunft seine führende Rolle auf dem Gebiet der wissenschaftlichenNutzung der Synchrotronstrahlung beibehält.3
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Unterstützung des Erweiterungsprog
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3. Entwicklung von Strahlungsquelle
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6. Rolle der Verbundforschung -Übe
Seite 60:
SYNCHROTRONSTRAHLUNG
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